Transport de l’énergie renouvelable : le défi du réseau pour une transition réussie

Depuis un peu plus de dix ans, la production d’énergies renouvelables (EnR) progresse dans toutes les régions du monde, en particulier l’énergie solaire et éolienne. Les sources d’énergie se multiplient et le réseau de distribution doit se densifier.  

La particularité du solaire et de l’éolien est son intermittence. L’énergie produite varie en fonction de l’ensoleillement ou de la force du vent, contrairement à des sources d’énergie plus prévisibles comme l’hydraulique. 

Les réseaux mondiaux doivent s’adapter à ces configurations, plus complexes à gérer. Car le raccordement et le transport des nouvelles énergies vers leurs utilisateurs sont des conditions sine qua non à leur développement. 

Un paysage énergétique en pleine transformation

Bien que le charbon reste encore à ce jour la première source d’électricité dans le monde, la part de l’énergie mondiale issue des renouvelables progresse fortement. Elle est passée de 21,7 % en 2013 à 30,24 % en 2023. L’essor des énergies photovoltaïque et éolienne y est pour beaucoup, leur part dans le mix énergétique étant passée de 3,31 % en 2013 à 15 % en 2024. Cette même année est aussi la première où le solaire et l’éolien dépassent l’énergie hydraulique (14,3 %) dans le monde.

Quelques pays dépendent déjà presque totalement des EnR, comme l’Islande, l’Éthiopie et la Norvège, avec des installations hydrauliques produisant la quasi-totalité de leur électricité. L’Amérique du Sud dépasse aussi largement la moyenne mondiale avec 75 % d’EnR dans son mix énergétique, largement favorisé par l’hydroélectricité au Brésil. Mais ces pays se basent principalement sur des sources d’énergie non-intermittentes. 

L’Europe affiche à présent 35,23 % d’EnR grâce à des investissements massifs dans l’éolien et le solaire. L’Asie se distingue également avec une croissance particulièrement forte, 60 % des nouvelles infrastructures de production d’électricité d’origine renouvelable installées en 2023 ayant été implantées dans cette région du globe.  

La croissance des nouvelles installations solaires et éoliennes est rapide, et doit encore s’accélérer pour répondre aux objectifs mondiaux et nationaux de décarbonation.  

En France, plus de 10 GW ont été installés entre 2022 et 2024. L’année 2024 a marqué un record pour le réseau public de distribution avec 240 000 nouvelles installations de production d’EnR à raccorder, soit 20 % de plus qu’en 2023.  

Pour faire face à cette situation, le gestionnaire de réseau RTE investit pour transformer et rénover le réseau existant. En effet, les nouvelles zones de production sont souvent éloignées des zones de forte consommation. Par exemple, l’éolien offshore et les grandes centrales photovoltaïques, situées en zones rurales, ne se situent pas près des grandes métropoles où se concentre la demande. Son plan d’investissement prévoit le renouvèlement et l’adaptation du réseau au changement climatique, l’accompagnement de l’électrification du pays, des demandes de raccordement des nouveaux consommateurs et, enfin, le renfort de 400 000 V, véritable « colonne vertébrale » du réseau.

De son côté, Enedis a annoncé un plan d’investissement de 96 milliards d’euros sur la période 2022-2040 pour adapter le réseau de distribution au développement des nouveaux modes de production décentralisés et à l’accélération des mobilités électriques.  

AC ou HVDC : quelle technologie pour quels usages ?

Courant continu (CC) et courant alternatif (CA) sont tous les deux utilisés pour le transport, la distribution et la consommation d’électricité.  

Le CA est le type de courant qui arrive dans nos prises électriques en Europe, en Asie et en Afrique à une fréquence de 50 hertz, et en Amérique du Nord à la fréquence de 60 hertz. Le CC, lui, est utilisé par exemple dans les batteries.  

Le CA est adapté au transport sur de longues distances, mais il a tendance à perdre en puissance, notamment lorsqu’il est utilisé dans les lignes souterraines ou sous-marines. Le CC présente moins de pertes énergétiques, notamment pour les lignes sous-marines, les liaisons souterraines entre pays ou le transport de puissances élevées entre zones de production et de consommation. Bien sûr, quelques pertes auront tout de même lieu lors de la conversion du CC en CA une fois l’électricité arrivée à bon port. Un calcul minutieux doit donc être effectué pour connaître la meilleure technologie à mettre en place en fonction de la configuration de l’installation.   

Ainsi, les lignes HVDC (High-voltage direct current ou, en français, courant continu haute tension – CCHT) sont souvent idéales pour le transport longue distance des EnR. C’est le cas avec l’éolien offshore. La construction de ces lignes haute tension permet aussi d’acheminer rapidement, avec peu de pertes, l’électricité verte sur de longues distances et d’équilibrer le réseau, plus variable en raison de la nature intermittente des nouvelles sources d’énergie. 

Et le stockage ? Des innovations en développement

Outil à part entière pour la gestion du réseau électrique, le stockage permet de mieux gérer les flux énergétiques et de limiter les pertes dans les périodes de forte production.  

Le développement de l’hydrogène vert pourrait permettre de stocker des EnR à plus long terme qu’il n’est possible à l’heure actuelle… et de le transporter facilement. En Europe, des réseaux dédiés à l’hydrogène se mettent actuellement en place.

Indispensable : la sécurité des réseaux 

Tout réseau électrique est potentiellement vulnérable physiquement : les aléas climatiques – tempêtes, incendies, canicules, variabilité météorologique extrême – se multiplient dans un contexte de climat changeant. Les lignes sont particulièrement à risque lorsqu’elles sont situées en zones isolées, difficiles à surveiller. Sans oublier les dangers physiques ou virtuels que peuvent représenter les attaques volontaires dont tout pays est susceptible de devenir la cible. La cybersécurité ne doit donc pas être négligée dès la conception des infrastructures.  

Des investissements massifs pour transporter l’électricité 

Les gestionnaires de réseaux doivent investir massivement afin de réaliser les transformations nécessaires pour s’adapter aux conséquences du changement climatique.  

Par exemple, en France, le budget de rénovation des lignes a été estimé à 24 milliards d’euros par RTE d’ici 2040, avec la mise à jour de 23 500 km de lignes, 85 000 pylônes, et des systèmes de télécom et de contrôle commande sur l’ensemble du territoire. Mais l’investissement global de RTE sera de 100 milliards d’euros sur quinze ans. Entre 8 000 et 12 000 emplois pourraient être créés d’ici 2030 dans la filière.  

Sources :

VINCI – « Faire de l’hydrogène vert un levier de décarbonation des économies ». https://www.vinci.com/actions-et-missions/nos-missions/accelerer-la-transition-energetique/hydrogene-vert

Geostock – « Qu’est-ce que le projet Hystories ? ». https://www.geostockgroup.com/hystories/

RTE – « Hydrogène vert : mythe ou réalité ? ». https://www.rte-france.com/wiki-energie/hydrogene-vert-mythe-realite

Connaissance des énergies – « Quels sont les pays qui produisent le plus d’électricité renouvelable ? ». https://www.connaissancedesenergies.org/questions-et-reponses-energies/quels-sont-les-pays-qui-produisent-le-plus-delectricite-dorigine-renouvelable

RTE – « RTE présente les grandes orientations de sa stratégie de transformation du réseau de transport d’électricité à l’horizon 2040 ». https://www.rte-france.com/actualites/plan-strategique-developpement-reseau-transport-electricite-horizon-2040

Enedis – « 2024 : 5,5 GW d’énergies renouvelables et 5,1 GW de mobilité électrique ». https://www.enedis.fr/presse/2024-55-gw-denergies-renouvelables-et-51-gw-de-mobilite-electrique

RTE – « RTE présente les grandes orientations de sa stratégie de transformation du réseau de transport d’électricité à l’horizon 2040 ». https://www.rte-france.com/actualites/plan-strategique-developpement-reseau-transport-electricite-horizon-2040

Enedis – « 2024 : 5,5 GW d’énergies renouvelables et 5,1 GW de mobilité électrique ». https://www.enedis.fr/presse/2024-55-gw-denergies-renouvelables-et-51-gw-de-mobilite-electrique

The Agility Effect – « Une solution data et IA pour prévenir feux de forêt et inondations ». https://www.theagilityeffect.com/fr/article/une-solution-data-et-ia-pour-prevenir-feux-de-foret-et-inondations/

RTE – « RTE présente les grandes orientations de sa stratégie de transformation du réseau de transport d’électricité à l’horizon 2040 ». https://www.rte-france.com/actualites/plan-strategique-developpement-reseau-transport-electricite-horizon-2040

VINCI – « INELFE Biscay Gulf Project : nouvelle interconnexion électrique entre la France et l’Espagne ». https://www.vinci-energies.com/actualites/inelfe-biscay-gulf-project-nouvelle-interconnexion-electrique-entre-la-france-et-lespagne/

We Demain – « La Chine sous ultra-haute tension… pour sa plus grande satisfaction ». https://www.wedemain.fr/sauver-la-planete/tendances-de-demain/la-chine-sous-ultra-haute-tension-pour-sa-plus-grande-satisfaction-1124976